Vienas pagrindinių evoliucijos procesų - natūrali atranka - vyksta priešais mūsų akis. Per pastarąjį pusmetį Žemėje atsirado vabzdžių, nebijančių pesticidų, pelių, kurios nėra jautrios nuodams, ir bakterijų, atsparių antibiotikams. Kas ir kaip prisitaiko prie nepalankių sąlygų.
- „Salik.biz“
Uraganą išgyvenę žmonės
2017 m. Vasarą grupė Harvardo universiteto mokslininkų stebėjo mažų driežų Anolis scriptus populiacijas, gyvenančias Vakarų Indijos Terkso ir Kaikoso salose. Praėjus keturioms dienoms po ekspedicijos pabaigos uraganai Irma ir Maria smogė į salyną. Po šešių savaičių biologai grįžo ten iš naujo rinkti duomenų.
Paaiškėjo, kad po stichinės nelaimės driežai pastebimai pasikeitė - išgyvenę kojų pirštai buvo vidutiniškai ilgesni, priekinės kojos buvo didesnės, kūnas buvo trumpesnis, o šlaunies kaulai buvo mažesni. Mokslininkai pasiūlė, kad šie ženklai ropliams padėjo išgyventi uraganą, ir dabar jie įsitvirtins sekančiose salose gyvenančio Anolis scriptus kartose.
Po uraganų Irma ir „Marija“2017 m. pasikeitė „Anolis scriptus“driežų, gyvenančių Vakarų Indijos salose, išvaizda - išgyvenusiems gyvūnams, kojų pirštai buvo vidutiniškai ilgesni, priekinės kojos buvo didesnės, kūno ilgis buvo trumpesnis / Rian Castillo / Anolis scriptus femelle.
Dirbtinė evoliucija
Reklaminis vaizdo įrašas:
Taigi pasiutusių elementų dėka mokslininkai pirmą kartą stebėjo natūralią atranką gamtoje. Prieš tai laboratorijose buvo dirbtinai imituoti gyvų organizmų prisitaikymo prie besikeičiančių aplinkos sąlygų ir spekuliacijos procesai.
Tyrimo objektu dažniausiai tampa bakterijos - jos gana greitai dauginasi, o jų genomas yra mažo dydžio, o tai leidžia palyginti trumpą laiką ištirti procesus, kurie sudėtingesniuose organizmuose trunka tūkstančius metų. Garsiausią eksperimentą, kuris prasidėjo 1988 m. Ir tęsiasi iki šių dienų, surengė Mičigano universiteto mokslininkų grupė, kuriai vadovavo evoliucijos biologas Richardas Lensky.
1988 m. Vasario mėn. Tyrėjai sukūrė dvylika Escherichia coli (E. coli) štamo populiacijų ir patalpino juos dirbtinėje aplinkoje, kur gliukozė buvo vienintelis maisto šaltinis. Be to, tirpale buvo citrato, tačiau E. coli negalėjo jo maitinti.
Dvylika E. coli bakterijų populiacijų, kurias mokslininkai stebėjo 30 metų. Nuotrauka: Brianas Baeris ir Neerja Hajela.
Per trisdešimt metų (pasikeitė daugiau nei 68 tūkst. E. coli kartų) visų populiacijų bakterijos išaugo ir išmoko efektyviau įsisavinti maistines medžiagas, įskaitant citratą. Mutacijos, leidusios E. coli prisitaikyti prie savo aplinkos, visose populiacijose buvo skirtingos, tačiau jos vyko tais pačiais genais - kiekviena bakterijų bendruomenė bandė rasti savo evoliucijos kelią.
Tvirtesni dantys, didesnės galvos
Kartais sudėtingi organizmai prisitaiko prie aplinkos sąlygų ne tūkstantmečius, o daug greičiau. Pavyzdžiui, sieninis driežas Podarcis sicula, gyvenantis vienoje iš Adrijos jūros salų, vos per 36 metus pakeitė dydį, galvos formą ir virškinamojo trakto struktūrą, nors genetiškai jie vis dar neišskiriami iš kitur gyvenančių giminaičių.
1971 m. Tyrėjai iš Pod Kopiste salos į kaimyninę Pod Markaru išgabeno penkias Podarcis sicula suaugusių žmonių poras. Sąlygos naujoje vietoje priminė įprastą buveinę, tačiau sausumoje plėšrūnų praktiškai nebuvo, o po trisdešimties metų visoje saloje paplitę ropliai išoriškai skyrėsi nuo giminaičių Pod Kopistėje.
Sieninis driežas (Podarcis siculus), persikėlęs į Pod Markaru salą, pasikeitė savo išvaizda: jis tapo didesnis, jo užpakalinės galūnės buvo sutrumpintos, o virškinimo trakte atsirado ileocecal vožtuvas Kurt W. Becker / Lucertola campestre a caccia.
Gyvenvietės driežai padidėjo, pradėjo lėčiau bėgti (jų užpakalinės galūnės buvo sutrumpintos), jų galvos atrodė masyvesnės, o dantys tvirtesni, nes Pod Markaru jie turėjo maitintis daugiausia kietais ir pluoštiniais augalais, o ne vabzdžiais, kaip anksčiau. Dėl pakitusių gyvūnų mitybos virškinimo trakte atsirado nauja struktūra - ileocecal vožtuvas, kuris sudaro savotiškas fermentacijos kameras žarnyne, kuriose mikrobai skaido nevirškinamus augalinio maisto gabalus.
Salos gyvenimas daro jus protingesnius
Apskritai salų gyvūnai, kaip taisyklė, labiau domina mokslininkus nei jų žemyniniai pusbroliai - salose evoliucija yra spartesnė. Dideli gyvūnai, atskirti, tampa mažesni, maži - priešingai, tampa didžiuliai, o kartais ir per labai trumpą laiką.
Gyvenimas salose kartais suteikia gana netikėtų pranašumų. Kaip išsiaiškino tarptautinė mokslininkų grupė, išanalizavusi duomenis apie vienuolikos su puse tūkstančio paukščių, priklausančių 1931 m. Rūšims, smegenų dydį, salų paukščių smegenys yra didesnės nei žemyninių giminaičių, ir tai yra evoliucijos rezultatas.
Naujasis Kaledonijos varnas padaro automatą „valiuta“. Nuotrauka: Jelbert ir kt. / Mokslo ataskaitos 2018 m.
Gyvenimo sąlygos salose yra mažiau nuspėjamos, o jei situacija pablogėja, persikelti į kitą vietą yra sunkiau nei žemyne. Todėl didelės smegenys, galinčios sudėtingesnį adaptacinį elgesį, yra evoliucinis pranašumas. Šie radiniai patvirtina Naujojo Kaledonijos varnalėšos (Corvus moneduloides), gebančios naudoti įrankius ir atkurti juos iš atminties, ir dzeno medžio peleką (Camarhynchus pallidus), kuris gali naudoti įrankius ir net juos apdoroti, stebėjimus.
Pelės, kurių negalima apsinuodyti
Nepalankios gyvenimo sąlygos verčia žemyninius gyvūnus sparčiai vystytis. Tai atsitiko su paprastomis naminėmis pelėmis. Nuo 1950 m. Jie buvo apsinuodiję varfarino nuodais - kai kurie šiam pesticidui atsparūs individai buvo rasti jau 1964 m., O iki 2011 m. Mokslininkai aprašė naminių pelių (Mus musculus domesticus) populiaciją, kuriai varfarinas visai neveikia.
Tokį greitą adaptaciją (60–70 metų yra niekas pagal evoliucijos standartus) lėmė neįtikėtinai greitas šių graužikų dauginimasis. Kaip pabrėžia vokiečių tyrinėtojai, atsparumas nuodams yra vkorc1 geno mutacijos rezultatas, esantis visų žinduolių genomuose ir atsakingas už vitamino K darbą.
Nuolatiniai žmogaus bandymai sunaikinti tam tikrus kenkėjus ir parazitus, kaip taisyklė, eina į šoną. Būtent noras nugalėti mirtinas infekcijas paskatino antibiotikams atsparių superbugų atsiradimą, o noras apsaugoti augalus nuo vabzdžių paskatino pesticidams atsparių gyvūnų plitimą. Per pastarąjį pusmetį užregistruota daugiau nei du su puse vabzdžių kenkėjų prisitaikymo prie įvairių nuodų atvejų.
Alfiya Enikeeva